6 KW Generator

 
Menelaos
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6 KW Generator

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Gepostet: 28.12.2009 - 03:34 Uhr  ·  #1
Hallo zusammen,

Nachdem meine zwei Meter Durchmesser Scheibengeneratoranlage nun schon eine ganze Weile ohne Störungen und zuverlässig läuft, habe ich mir fest vorgenommen eine größere auf Netzeinspeisung ausgelegte Kleinwindanlage zu bauen.

Da ich selbst nicht über die finanziellen Mittel und einen geeigneten Standort verfüge hatte ich daher vor einigen Monaten angeboten den Bau einer solchen Anlage gegen Materialkosten zu sponsern.

Tatsächlich hat sich daraufhin auch ein Mitglied aus dem Forum gemeldet und so soll in den kommenden Monaten eine Windanlage mit 6 Metern Rotordurchmesser und Scheibengenerator entstehen welche dann an einem günstigen Standort in Luxemburg einen kompletten Haushalt weitestgehend autark versorgen soll.

Es ist geplant dass die Anlage ihre Nennleistung von 6 KW bei einer Windgeschwindigkeit von 10 m/s erbringt.
Neben dem Scheibengenerator soll das eigentliche Herzstück dabei die Fliehkraftgesteuerte Aktivstallregelung der Rotorblätter darstellen.
Furlingsicherung halte ich bei Anlagen dieser Größe nur noch bedingt für zuverlässig. Der Vorteil von Pitchregelungen hingegen liegt darin dass eine feste Nenndrehzahl auch bei Abfall der Last nicht überschritten werden kann und somit eine sehr viel höhere Sicherheit bietet. Die Umsetzung und Perfektionierung dieser Steuerung wird sicherlich die meiste Arbeit erfordern.

Angetrieben werden soll der Generator durch einen Zweiblattrotor mit SLZ 7 bis 8, bestehend aus Profilen von Prof. H. Crome.
Ein WIndyboy 6000 wird dann als Netzwechselrichter zum Einsatz kommen. Der geplante EInspeisebeginn soll schon bei 2,2 bis 2,5 m/s erfolgen.

Anfangen werde ich mit dem Bau des Generators. Er wird 20 Pole besitzen und mit 2 Magnetscheiben ausgestattet sein. Die 40 Magnete sollen noch diese Woche aus China bestellt werden. Es sind Maßanfertigungen mit 80x40x20mm, N52.

Ich habe wie auch beim kleinen Generator Simulationen mit Femm durchgeführt und mit STefans Hilfe erste CAD Zeichungen erstellt. DIe groben Maße stehen somit fest.

Der Stator wird einen Durchmesser von knapp 80 cm haben in welchem dann 15 Spueln untergebracht und im Stern verschaltet werden.
Die Spulenschenkel werden etwa 3 cm breit und hoch, gewickelt aus doppeltem 1,32 mm Draht mit etwa 220 WIndungen. Entsprechend wird der Geni mit Spannungen zwischen 250 und 600 Volt arbeiten.
Der Innenwiderstand soll zwischen 3,5 und 4,5 Ohm liegen und damit einen WIrkungsgrad von etwa 90 Prozent bei Nennleistung und deutlich mehr im Teillastbereich erwirtschaften. Die genauen Maße werde ich hier veröffentlichen wenn die einzelnen Arbeitsschritte dokumentiere.
Nach ersten Hochrechnungen werden etwa 32 Kilo Kupfer und 12 Liter Epoxydharz benötigt.

Im Laufe der nächsten Monate will ich in diesem Threat nun von den Fortschritten berichten und den Bau nachvollziebar dokumentieren und würde mich freuen auch mal auf Kritik und Anregungen zu stoßen.

Fortsetzung folgt... ;-)

Gruß
Max
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Re: 6 KW Generator

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Gepostet: 28.12.2009 - 19:17 Uhr  ·  #2
Von mir kommen wieder nur die Vorschläge, die ich beim letzten Scheibengenerator gemacht habe:

1. Zettel mit Informationen wie Windungszahl und Querschnitt des Kupfers mit in den Stator eingießen. So weiß man auch nach langer Zeit noch, wie der aufgebaut ist.

2. Außensensor von einem Thermometer mit eingießen, um die Statortemperatur auch im Betrieb messen zu können.
Erdorf
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Re: 6 KW Generator

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Gepostet: 31.12.2009 - 00:26 Uhr  ·  #3
Hallo Menelaos,

Viel Erfolg mit diesem Projekt! Respekt!

Ich fand die Menge an Epoxydharz schon intressant ;-)
was kosten da 12 Liter ?

Alternativ, nur so als Idee, nicht durchdacht:
Es gibt, recht billig, Ofenzement, damit gieße ich kleinere elektische Sachen manchmal aus.

Gruß Frank
Menelaos
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Re: 6 KW Generator

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Gepostet: 31.12.2009 - 00:35 Uhr  ·  #4
Hallo Frank,

Ich denke ich werde so um die 150 Euro zahlen wenn ich günstiges Harz verwende oder das doppelte bis dreifache wenns richtig gutes ist. Muss ich mir noch überlegen.
Das mit dem Ofenzement finde ich interessant. Was für ein MAterial ist das genau und wie verhält es sich bei Wärme/Hitze?
Ist es flexibel...?

Gruß
Max
Erdorf
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Ofenzement

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Gepostet: 31.12.2009 - 13:02 Uhr  ·  #5
Hallo Menelaos,

Mit diesem Zement verbindet man Schamotte beim Ofenbau.
Der Zement ist vergleichsweise temperaturfest und verträgt auch starke Temperatur Schwankungen.

Als 'flexibel' würde ich ihn deswegen aber nicht einstufen.
Wie normaler Zement würde ich annehmen, daß er sehr Druckstabil ist und
bei Biegekräften bricht oder mit Stahl versetzt werden muss.

Ich vermute das z.B. Zementwiederstände aus diesem Material sind.

Noch etwas:
Dieses Material schützt nur bedingt vor Feuchtigkeit,
es nimmt Feuchtigkeit auf und gibt sie wieder ab (z.B. bei Erwärmen, ...).
D.h vor dem Vergießen sollte man min. lackieren, wenn es wetterfest werden soll.

Genaues muss du dir selbst anlesen:
Suchworte: "Ofenzement Hochofenzement, Feuerzement, Feuerbeton)


Gruß Frank
Menelaos
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Re: 6 KW Generator

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Gepostet: 31.12.2009 - 13:03 Uhr  ·  #6
ja ich hab mal geschaut...denke nicht dass das Zeug geeignet ist
denke es kommt auf Dauer nicht mit den Schwingungen zurecht...ich bleibe wohl beim Epoxyfharz :-)

Gruß
Max
Erdorf
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Re: 6 KW Generator

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Gepostet: 31.12.2009 - 15:39 Uhr  ·  #7
Hallo Max,

Ich würde bei so einer Anlage auch, wenn immer möglich auf Bewährtes zurückgreifen.
Ich hatte das Thema nur in diesem Kontext angerissen, weil mich die Mengen an Epoxyharz beeindruckt hatte.

Der von dir eingebrachte Begriff Schwingungen irritiert mich etwas.

Beton selbst ist sehr hart und formstabil, er schwingt nicht innerlich.
D.h. er schützt eingeschlossenes Material vor Schwingungen und damit vor Biegung.
Außerdem schützt er die ausgegossene Form vor Formveränderungen aufgrund seiner Druck Eigentschaften.

Beton wurde früher z.B. bei Waschmaschienen eingesetzt um die Amplituden der Schwingungen durch Masse abzuschwächen,
tatsächlich dämpfen kann Beton null, weil er zu hart ist.

Ich habe Epoxyharz als durchaus 'hartes' Material in Erinnerung.
Man kann den Härtegrad zwar verändern, aber in der Regel will man eine harte Mischung,
um möglichst hohen mechanischen Schutz (Biegung, ...) zu erreichen.
Ist das bei deiner Anwendung nicht so ?

Ich vermute die Schwingungen entstehen durch Unwuchten.
Diese könnte man vieleicht verringern, indem man beim Ausgießen die Form leicht rotieren lässt.
Ich hatte soetwas mal gesehen, als es darum ging eine Linse für ein Weltraumteleskop herzustellen.
Es entsteht als Nebeneffekt, z.B. mit Harz eine konkave Linse, ob du das gebrauchen kannst ?

Gruß Frank
Kondor_Bavaro
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Epoxid

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Gepostet: 01.01.2010 - 18:44 Uhr  ·  #8
Zitat geschrieben von Menelaos

ja ich hab mal geschaut...denke nicht dass das Zeug geeignet ist
denke es kommt auf Dauer nicht mit den Schwingungen zurecht...ich bleibe wohl beim Epoxyfharz :-)



Hallo Max.
Hier findest du Epoxid Harz und alles nötige für seine Verarbeitung.
Die Seite hat auch eine Menge gute infos dafür

http://www.bootsservice-behnke.de/

Güße aus Starnberg

Rolando
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Re: 6 KW Generator

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Gepostet: 24.01.2010 - 13:53 Uhr  ·  #9
Hallo Menelaos

Wenn du noch Harz suchen solltest.
Schau mal hier nach.
Dort gibt es super Qualität. Ich hab da selbst schon einige Male bestellt.
Die haben auch Gießharz.

Das sollte sich etwas einfacher und vor allem blasenfreier gießen lassen.
Dort gibt es auch ordentliche Füllstoffe, Entlüfter und Einstellmittel für die gewünschte Viskosität.

Dort ist leider auch nicht alles billig. Aber wie schon erwähnt. Die Qualität ist einwandfrei.

Gruß
Schirokko
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Re: 6 KW Generator

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Gepostet: 24.01.2010 - 14:40 Uhr  ·  #10
Danke für den Hinweis, werde ich mir mal anschauen.

Gruß
Max
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Re: 6 KW Generator

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Gepostet: 24.01.2010 - 18:42 Uhr  ·  #11
Menelaos
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Re: 6 KW Generator

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Gepostet: 24.01.2010 - 20:40 Uhr  ·  #12
Ja, das hatte ich auch schon überlegt, bin aber wieder davon abgekommen weil es einfach zu kompliziert ist...bzw. zu viel Aufwand für die wohl nur kleine Verbesserung. Ich werde auf jeden Fall einen Vollguss machen, der Hinweis ist aber sehr wohl berechtigt. Ich habe das auch schon bei otherpower so gesehen.

Gruß
Max
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Re: 6 KW Generator

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Gepostet: 25.01.2010 - 09:02 Uhr  ·  #13
Bastler
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Re: 6 KW Generator

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Gepostet: 26.01.2010 - 20:48 Uhr  ·  #14
Moin,

mal ne Frage zur Spulenauslegung.

Komm damit net so ganz klar. wenn ich jetzt dein 6kw geni (dein Projekt) hernehme kommt da bei 24 volt was ganz anderes raus.

Wie kann man das richtig berechnen oder besser gesagt was mache ich falsch?

Hängt das mit den 12 volt zusammen?

Mein schwedisch is ne so gut

Lägg in värden:
Batterispänning: 12 V
Turbindiameter: 6 meter
Löptal (tsr): 7 (ist wohl die SLZ)
Startvind (m/s): 2,5
Maxvind (m/s): 10
Cp: 0,15 (kein plan was das sein soll)
Generatortyp: 3-fas
Y-, eller D-kopplad: Y
Antal magneter/rotor: 40 st
Magnetens längd: 80 mm
Magnetens bredd: 40 mm
Magnetisk flödestäthet: 0,7 Tesla

Resultat:
Totalt antal spolar: 30 st
Antal spolar/fas: 10 st
Trådens diameter: 1,43 mm
Antal trådar i handen: 3 st
Antal varv per spole: 3 varv
Spänning/spole (Emk) 0,55 volt
Generatorns resistans: o,06 ohm
Laddström till batteri: 215,4 ampere
Effekt till batteri: 2585 watt
Menelaos
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Re: 6 KW Generator

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Gepostet: 26.01.2010 - 21:29 Uhr  ·  #15
Zuerst einmal hast du zu viele Magneten angegeben. Ich verwende zwar 40 Magneten, jedoch sind das nur 20 Polpaare, gezählt werden nur die Magneten einer Scheibe. Die anderen dienen nur der Vergrößerung des Luftspaltes bei gleicher Flussdichte um mehr Draht unterbringen zu können.
Außerdem wird das kein 24 V Generator sondern ich brauche mindestens 250 Volt.
Du müsstest also für eine 48 V Maschine rechnen und die WIndungszahl dann mindestens verfünffachen. dann kommste auch bei etwas über 200 WIndungen raus. Entsprechend muss dann auch der Widerstand vervielfacht werden.

Es ist also klar dass bei deinen Berechnungen andere Werte herauskommen...

Gruß
Max
Bastler
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Re: 6 KW Generator

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Gepostet: 28.01.2010 - 14:26 Uhr  ·  #16
Moin,

danke erst mal für die schnelle Antwort.

ist das so einfach mit dem mal 48 volt mal 5,21 nehmen und dann passt das alles?

Wenn ich 24 volt mal 10,42 nehme komme ich auch auf 250 volt, aber die anderen werte sind trotzdem anders.

ist das zu vernachlässigen?

Das mit dem Luftspalt ist klar, ebenso habe ich irgendwo gelesen das die Spule innen nur so groß sein darf wie die aussenabmessung des magneten +2mm und nicht kleiner.

Betrifft das auch die länge?

Wie ist das mit dem abstand der Spulen untereinander?

Kann man da den Durchmesser des Stators (bei gleichzeitiger anpassung der Magnetscheibe an ihn) beliebig groß oder klein machen wie man platz hat oder gibt es da auch etwas zu beachten?

ZB. der Magnet darf nicht oder muss zwei spulenschenkel von zwei nebeneinanderliegenden Spulen gleichzeitig überdecken.?

Hast du die Magnete schon bestellt oder besser hast du einen tip wo man am besten Magnete ordern kann?

Gruß André
XXLRay
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Re: 6 KW Generator

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Gepostet: 28.01.2010 - 16:22 Uhr  ·  #17
Zitat geschrieben von Bastler
Betrifft das auch die länge?
Ja, aber nich ganz so strikt. Ein bischen schlampiger kann man da zur Not sein.

Zitat geschrieben von Bastler
Betrifft das auch die länge?Wie ist das mit dem abstand der Spulen untereinander?
Die sollten möglichst lückenlos aneinander anliegen, da es sonst Unterbrechungen in der Sinusspanung gibt.

Zitat geschrieben von Bastler
Kann man da den Durchmesser des Stators (bei gleichzeitiger anpassung der Magnetscheibe an ihn) beliebig groß oder klein machen wie man platz hat oder gibt es da auch etwas zu beachten?
Du darfst das Ding so groß machen, wie du es fertigen kannst, ohne dass es "eiert".

Zitat geschrieben von Bastler
ZB. der Magnet darf nicht oder muss zwei spulenschenkel von zwei nebeneinanderliegenden Spulen gleichzeitig überdecken.?
Muss nicht, macht aber schönere Spannungskurven
oelco
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Re: 6 KW Generator

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Gepostet: 02.02.2010 - 13:12 Uhr  ·  #18
Hallo !
Bei welcher Drehzahl soller 6 Kw Generator liefern und wieviel Watt werden es sein ?
Weiters welche Maße haben Deine Magneten ?

Gruß
oelco
erwin
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Re: 6 KW Generator

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Gepostet: 06.02.2010 - 20:05 Uhr  ·  #19
Hallo Menelaos, Wäre auch daran intressiert dir das material zur verfügung zu stellen für den Bau eines Ringgenerators nur für Heizzwecke.aber was kostet alles zusammen?
Menelaos
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Re: 6 KW Generator

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Gepostet: 07.02.2010 - 15:48 Uhr  ·  #20
Moin moin,

@ oelco:

Die Magnete werden die Maße 80x40x20 haben und Grade N50 sein. SIe komen wohl Mitte ärz erst aus China. Wer noch mitbestellen will solle sich melden, im oment umfasst die Sammelbestellung 200 Magnete und es wird nicht teurer je mehr man kauft ;-)

@ erwin:

Ich bin i moment recht ausgelastet, beginne nun bald mit dem Praxisteil zum Bau dieses Generators und habe dann schon ein anderes Projekt, einen Generator für einen 5-6 KW Darrieus aufm' Zettel, habe also keine Zeit weitere Projekte zu übernehmen.

An reinen Baukosten (jetzt nur für den Generator) sollte man je nach AUslegung schon 1500 Euro einplanen. Das ist nicht wenig, dafür hat man dann hinterher aber auch eine sehr schönen Generator. Für Heizzwecke würde ich diesen Aufwand aber nicht auf mich nehmen, da reicht wohl auch ein Servomotor mit entsprecheder Übersetzung denn auf das letzte Tüpfelchen WIrkungsgrad komt es dabei wohl nicht an...

Gruß
Max
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